Quando si tratta di un amplificatore di strumentazione (In-Amp) e non di un amplificatore operazionale (Op-Amp)?

Ho visto diverse configurazioni per amplificatori di strumentazione, tra cui 2 versioni opamp. Questo

è anche uno. Ma è solo un amplificatore differenziale preceduto da buffer di input. Quando lo chiami un amplificatore di strumentazione, in altre parole, cosa c'è di così speciale al punto che merita un nome separato?

"Un amplificatore di strumentazione è un dispositivo di guadagno di tensione differenziale di precisione [...]." Una delle parole importanti qui è "guadagno". Un OpAmp ha un guadagno infinito (in teoria) e ottiene un guadagno definito solo aggiungendo circuiti attorno ad esso. Di solito, quando si utilizza un solo OpAmp, almeno uno degli ingressi perde la sua impedenza di ingresso estremamente elevata perché sono necessarie resistenze esterne.

Se avete bisogno di due ingressi (differenziali) con entrambi un'impedenza molto elevata di ingresso e un guadagno definito, è possibile utilizzare i due-OpAmp-InAmp si sta parlando o le tre OpAmp-InAmp-configurazione i tuoi programmi di immagine. Ci sono anche IC InAmps già pronti da aziende come Linear Technology o Analog Devices.

Il circuito a tre OpAmp-InAmp nella figura della tua domanda mostra che due OpAmps sono usati come buffer, dove hanno ancora un'alta impedenza ai loro pin di ingresso non invertiti altrimenti non collegati ("+"). Alimentando le loro uscite in un altro OpAmp, l'ingresso superiore non invertente ("+") diventa un ingresso invertente ("-") perché è collegato all'ingresso invertente del terzo OpAmp ("-"). L'ingresso non invertente inferiore ("+") rimane non invertente a causa della sua connessione con il 3 ° OpAmp.

I comuni tre-OpAmp-InAmps usano una configurazione leggermente diversa rispetto all'immagine per impostare il guadagno con un solo resistore (il resistore di guadagno esterno nel caso di InAmps completamente integrati). Si prega di fare riferimento ai collegamenti che ho fornito per maggiori dettagli.

Con il tre-OpAmp-InAmp, si ottiene sia un'impedenza di ingresso molto elevata su due ingressi differenziali (mentre si otterrebbe solo un ingresso con un'impedenza di ingresso così elevata con un buffer OpAmp normale) e si ottiene un ottimo rifiuto del comune- segnali di modalità (che è possibile ottenere anche con un OpAmp, ma a costo di ridurre l'impedenza di ingresso con i resistori è necessario utilizzare per trasformare OpAmp in un amplificatore di differenza).

Il circuito a due OpAmp-InAmp necessita di meno parti, ma a costo di un rapporto di reiezione di modo comune (CMRR) non così buono.

Ecco un link a un ottimo libro su InAmps di Charles Kitchin e Lew Counts di Analog, dove puoi trovare uno sguardo più approfondito su tutti questi temi.

Concordo con quanto affermato da Zebonaut, ma ecco i miei criteri per essere un "amplificatore di strumentazione" più conciso:

• Il guadagno deve essere limitato e noto. A volte il guadagno è fisso, come 10x o 100x. Altri dispositivi consentono una selezione di guadagni preimpostati oppure si fornisce un resistore o qualcosa che imposta il guadagno.

• Gli ingressi sono differenziali. Il rifiuto del modo comune di solito è molto buono, generalmente molto meglio di quanto si possa fare con un opamp e parti discrete.

• Gli ingressi sono ad alta impedenza. È possibile creare un amplificatore differenziale da un singolo opamp, ma poi gli ingressi non sono più ad alta impedenza e uno di essi è parzialmente pilotato con il segnale sull'altro.

• Questo è tutto in un unico pacchetto itegrato se viene venduto come chip "amplificatore per strumentazione".

Un opamp ideale ha un'impedenza di ingresso infinita e un'amplificazione infinita . Tramite il feedback è possibile impostare l'amplificazione su un livello realistico, ma ciò è a scapito dell'alta impedenza di ingresso. Un amplificatore di strumentazione (inamp) è un amplificatore di differenza che risolve questo problema.
Esistono diverse configurazioni di amplificatori per strumentazione, questa è probabilmente la più semplice da capire:

$\times$$\Omega$$\Omega$

$R_{GAIN}$

$V_{OUT} = \left(1 + \dfrac{2 R}{R_{GAIN}}\right) \times (V_2 - V_1)$

Un amplificatore di strumentazione è un dispositivo che produce un'uscita proporzionale alla differenza di tensione tra due ingressi ad alta impedenza. Un amplificatore operazionale è un dispositivo che tenta di produrre un'uscita che farà la differenza tra due ingressi (tipicamente ad alta impedenza) zero. È possibile utilizzare un amplificatore operazionale e alcuni resistori per costruire un circuito che produrrà un'uscita proporzionale alla differenza tra due ingressi NON ALTA IMPEDENZA. È anche possibile utilizzare un amplificatore operazionale per produrre un'uscita a bassa impedenza che è uguale a un ingresso ad alta impedenza. Un amplificatore di strumentazione è concettualmente simile a una coppia di amplificatori operazionali che convertono i segnali di ingresso ad alta impedenza in uscite a bassa impedenza e si alimentano in un terzo amplificatore operazionale che quindi produce un'uscita proporzionale alla differenza tra tali segnali bufferizzati. In pratica,